不同品種單季茭對(duì)土壤重金屬鉛鎘汞的吸收富集規(guī)律

陳劍 檀國(guó)印 朱良其 孫彩霞

摘 要：采用大棚土培盆栽試驗(yàn)研究了六月茭和十月茭2個(gè)單季茭品種對(duì)Pb、Cd、Hg的吸收富集的規(guī)律。結(jié)果表明，隨著土壤中Pb、Cd、Hg濃度的提高，茭白中的Pb、Cd、Hg含量在檢出后均呈上升趨勢(shì)；茭白中重金屬含量與其在土壤中的含量呈線性正相關(guān)，可推測(cè)Pb、Cd、Hg致使新鮮茭白重金屬污染超標(biāo)的土壤臨界含量值分別是2 260，10.326，0.046 1 mg·kg-1。綜合而言，茭白是對(duì)Pb和Cd吸收富集能力較弱，但是對(duì)Hg吸收富集能力較強(qiáng)，在生產(chǎn)中需要密切關(guān)注土壤Hg污染情況對(duì)茭白產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭拒恢亟饘伲煌寥琅R界值；富集系數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S645.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.012

Abstract： The experiment was conducted to study the absorption and accumulation rule of two Zizania latifolia varieties including on soil Pb， Cd， Hg. The results showed that once the Pb， Cd， Hg were detected in Zizania latffolia， the content of the three heavy metals was increased with the increasing soil Pb， Cd， Hg concentration. The content of Pb， Cd， Hg in Zizania latffolia and soil showed a positive linear correlation， speculating the limit value of Pb， Cd and Hg in soils that pollute Zizania latffolia were 2 260，10.326，0.0461mg·kg-1， respectively. In conclusion， Zizania latffolia had a low accumulation capacity of Pb and Cd， but strong accumulation capacity of Hg，indicating that soil Hg content needs to pay more attention during the production of Zizania latffolia.

Key words： Zizania latifolia；heavy metal；limit of soil；accumulation coefficient

隨著人們生活水平的提高以及環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)與衛(wèi)生的要求越來(lái)越高[1-2]，蔬菜中的重金屬含量及分布的研究日益受到關(guān)注。很多報(bào)道指出，我國(guó)城郊部分菜地土壤重金屬污染已較為嚴(yán)重并普遍存在[3]。土壤重金屬污染不僅直接影響蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育，而且會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，危害人類(lèi)的身體健康[4]。茭白作為我國(guó)特有的水生蔬菜，也是浙江省種植面積最大的蔬菜之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年浙江茭白種植面積達(dá)到3萬(wàn)hm2，產(chǎn)量超過(guò)70萬(wàn)t，是浙江效益農(nóng)業(yè)的亮點(diǎn)之一[5]。目前，已有研究表明，茭白對(duì)于土壤中的重金屬存在吸收積累的效果，且對(duì)不同的重金屬吸收能力存在一定的差異，但關(guān)于單季茭不同品種之間對(duì)重金屬吸收積累的差異研究還比較少，尤其是關(guān)于重金屬Hg在不同品種茭白體內(nèi)的吸收、積累以及分配規(guī)律還尚待摸索。

本研究采用大棚盆栽試驗(yàn)，研究六月茭和十月茭2種單季茭對(duì)土壤中鉛、鎘、汞的吸收積累以及分配規(guī)律，旨在為進(jìn)一步研究茭白對(duì)重金屬的吸收機(jī)制及其污染的防治提供技術(shù)支持，并為科學(xué)應(yīng)對(duì)耕地重金屬超標(biāo)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試單季茭為浙江省天臺(tái)縣當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)品種六月茭和十月茭。

供試重金屬試劑為Pb（NO3）2，Hg（NO3）2和CdCl2，均為分析純?cè)噭?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤采自臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院天臺(tái)基地附近的水稻土，土壤中的Pb、Cd、Hg含量分別為23.67，0.12，0.086 mg·kg-1，重金屬本底值符合《土壤環(huán)境質(zhì)量（重金屬）標(biāo)準(zhǔn)》中適合于農(nóng)田土壤環(huán)境的二級(jí)指標(biāo)。

試驗(yàn)于臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院天臺(tái)基地8 m寬塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，供試土壤經(jīng)曬干、敲細(xì)、去雜、充分拌勻后裝桶（內(nèi)徑50 m、高50 m的直筒形塑料桶，盆底密封不漏水）備用，每桶裝干土約30 kg。將3種重金屬分開(kāi)添加，按照濃度梯度（表1）配制成重金屬溶液，噴霧加入到供試土壤中并攪拌均勻，加水至飽和含水量的60%，放置平衡30 d，平衡期間定期加水維持含水量。每桶定植茭白苗1株，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，同時(shí)設(shè)空白對(duì)照4桶，順序排列。試驗(yàn)期間，控制每桶5～8個(gè)分蘗，及時(shí)抹除新發(fā)苗，每天保持桶內(nèi)水位5 cm左右。待茭白成熟后采集可食性部位，分別測(cè)定其重金屬含量。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)定分析

土壤和植株中的Pb、Cd、Hg測(cè)定方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010和SPSS 19軟件進(jìn)行處理和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度處理下茭白的重金屬含量

由表2可知，參試的2個(gè)單季茭品種在添加不同濃度重金屬的土壤栽培后，隨著土壤中重金屬濃度的增加，可食用部分Hg含量增加，Pb和Cd的含量在低濃度處理中未檢出，其中六月茭1～3級(jí)未檢出Pb，1～4級(jí)均未檢出Cd，十月茭1～2級(jí)未檢出Pb和Cd，但自檢出（3～4級(jí)）后整體也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2個(gè)單季茭品種對(duì)3種重金屬的吸收積累規(guī)律基本一致。根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2012）的相關(guān)規(guī)定，新鮮蔬菜茭白中的Pb，Cd和Hg的最大限量分別為0.1，0.05，0.01 mg·kg-1。參試的2個(gè)茭白品種的Hg積累含量均從2級(jí)處理（0.15 mg·kg-1）開(kāi)始就超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限量；而2種茭白中的Pb、Cd含量在不同濃度處理下，均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限量。說(shuō)明參試的2種單季茭對(duì)Pb，Cd的吸收積累能力不強(qiáng)，而對(duì)Hg的吸收積累能力較強(qiáng)，在土壤Hg超標(biāo)的地區(qū)應(yīng)引起重視，建立跟蹤監(jiān)測(cè)制度及應(yīng)對(duì)機(jī)制，以控制產(chǎn)品重金屬的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 茭白的重金屬含量與土壤中重金屬濃度的相關(guān)性

根據(jù)各參試品種茭白中重金屬含量的平均值，得出了茭白對(duì)土壤中重金屬的吸收富集方程（x，y分別為土壤、茭白中重金屬的含量），部分茭白樣品中的重金屬含量由于未達(dá)到最低檢出限值，根據(jù)（HJ/T 166—2004）的相關(guān)規(guī)定，按照1/2最低檢出濃度值參加統(tǒng)計(jì)處理。由表3可知，茭白對(duì)土壤中Pb、Cd、Hg的吸收富集規(guī)律均符合線性回歸方程，其決定系數(shù)分別為0.981 2，0.972 1，0.976 4，說(shuō)明茭白中Pb、Cd、Hg含量受土壤中3種重金屬的濃度影響較大。

臨界含量值即指蔬菜中某種有害重金屬的含量等于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量值時(shí)，所對(duì)應(yīng)的土壤中某種有害重金屬的含量值[6]。根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012）的規(guī)定，新鮮茭白中的Pb、Cd、Hg的臨界含量值分別為0.1，0.05，0.01 mg·kg-1。根據(jù)表3的吸收富集方程，可以預(yù)測(cè)當(dāng)茭白中重金屬Pb、Cd、Hg的含量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量值時(shí)，土壤中Pb、Cd、Hg的臨界含量值分別為2 260，10.326，0.046 1 mg·kg-1。

2.3 六月茭和十月茭對(duì)重金屬Hg的富集能力

由于蔬菜中重金屬含量受到土壤重金屬含量的影響，因此，可以用富集系數(shù)來(lái)衡量蔬菜吸收重金屬元素能力的強(qiáng)弱。富集系數(shù)是指蔬菜中某污染物含量占土壤中該污染物含量的百分率。富集系數(shù)愈大，表明作物愈易從土壤中吸收該元素，即該元素的遷移性愈強(qiáng)[7]。

由圖1可知，參試的2個(gè)茭白品種對(duì)Hg富集系數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，均隨著土壤Hg含量的增加呈先增加后下降之后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，其中十月茭在低濃度環(huán)境下，對(duì)Hg的吸收能力略強(qiáng)于六月茭，隨著環(huán)境中Hg濃度的升高，六月茭對(duì)Hg的吸收能力要超過(guò)十月茭。

3 結(jié)論與討論

本研究中參試的2個(gè)單季茭品種在添加不同濃度重金屬的土壤栽培后，其可食用部位中Hg的含量隨著土壤中重金屬濃度的增加而增加，Pb和Cd的含量雖然在低濃度處理中未達(dá)到檢出限值，但是檢出后也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。茭白中重金屬含量與其在土壤中的含量呈較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，這與呂小王[8]和黃永東等[9]關(guān)于其他蔬菜對(duì)重金屬的吸收積累研究結(jié)果基本相似。

在本研究中，參試的2個(gè)茭白品種對(duì)Hg的富集能力在不同濃度環(huán)境下分別存在一定差異。2個(gè)品種的Hg含量均從2級(jí)處理（0.15 mg·kg-1）開(kāi)始就超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限量；而Pb，Cd含量在不同濃度處理下，均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限量。由此可見(jiàn)，參試的兩個(gè)茭白品種對(duì)Pb和Cd的吸收富集能力都較弱，但是對(duì)于Hg的吸收富集能力較強(qiáng)。

更值得注意的是，在本研究過(guò)程中，雖然在土壤中添加了較高濃度的重金屬元素，但是對(duì)茭白的生長(zhǎng)發(fā)育未產(chǎn)生明顯影響，而茭白體內(nèi)的Hg含量早已達(dá)到對(duì)人類(lèi)健康造成威脅的水平。因此，在生產(chǎn)中需密切關(guān)注土壤Hg污染情況對(duì)茭白產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可進(jìn)一步進(jìn)行茭白低積累Hg品種選育，盡量采用農(nóng)業(yè)措施規(guī)避重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)[10]。

參考文獻(xiàn)：

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